Карта на дърветата в Столична община

Картата на дърветата в Столична община, изготвена от Софияплан, цели да подпомогне съществено процеса по изработка на публична картотека на дълготрайната растителност. Картата е създадена чрез автоматичната индексация и предоставя отворени ГИС данни, които могат да улеснят включването на гражданите в процесите по мониторинг, планиране и стопанисване на дълготрайната растителност на общината.

Картата съдържа базова информация с висока степен на достоверност (около 80% точност) за почти всички дървета, намиращи се на територията на СО. На база данните, събрани в хода на проекта е изведена статистика за дълготрайната растителност по административни райони, градоустройствени единици, устройствени зони на Общия устройствен план, типове растителност (паркова, улична, дворна) и др.

Резултатът показва, че в Столична община има над 5,5 милиона дървета, като над 640 хиляди от тях се намират на територията на град София.

Процесът по създаване на картата преминава през следните основни стъпки:

Наличие на изходни данни
ГИС-София предостави набор от 3 671 високорезолюционни (10 cm²/px) геореферирани ортофото изображения, заснети през есента на 2020 г.

Машинно разпознаване на обекти (Object Detection)
За да могат да бъдат индексирани дърветата от изображенията, е приспособен и допълнително обучен алгоритъма DeepForest, който от своя страна е разновидност на RetinaNet (архитектура за разпознаване на обекти). Ръчно са индексирани над 500 дървета, за да се обучи алгоритъма. Така обучен, той е пуснат да работи върху целия набор от ортофото изображения, като за 95% от тях разпознава габаритите на дървесните корони. Това ще рече, че дърветата на само малка част от цялата територия на общината, не са били индексирани.

Георефериране на получения резултат
Резултатът от автоматичната индексация е отнесен обратно към реалните му географски координати посредством изведена от екипа математическа функция.

Определяне на предполагаемо посадно място
За всяка дървесна корона на база на габаритите ѝ е изчислена централна точка (центроид). Тя маркира местоположението на предполагаемото посадно място на всяко дърво на картата.

Извеждане на диаметър корона
На база полигоните, определени от алгоритъма за габарити на короните, е изчислен усреднен диаметър на короните на всички индексирани дървета.

Средна проекционна площ на корона
За всяко дърво на картата е изчислена площта на проекцията на короната.

Проверка на резултата
Направени са сравнителни анализи между резултата от автоматичната индексация и съществуващите в базата на Софияплан данни за 6 873 дървета, резултат от експертни теренни проучвания за съществуваща дълготрайна растителност. От анализите става ясно, че алгоритъмът се е справил със задачата с над 80% точност. От всички разпознати дървета са отделени онези с подозрителна големина на короната (диаметър по-голям от 20 m) за допълнителна проверка.

Определяне на тип дърво
На база на териториално засичане между дърветата от автоматичната индексация и данните за дървесни масиви в Столична община е категоризирано всяко дърво в една от трите категории: широколистно; иглолистно; неопределено.

Надморска височина
На база на DEM модел (digital elevation model, или цифров модел на земната повърхност), изготвен от Софияплан, за всяко едно дърво са добавени и z-координатите (надморската височина) на предполагаемото му посадно място.

Административен район
Към атрибутивната информация за всяко дърво е добавена информация за това в обхвата на кой административен район се намира то.

Градоустройствена единица
Към атрибутивната информация за всяко дърво е добавена и информация за това на територията на коя градоустройствена единица попада то.

Картата търпи множество бъдещи подобрения и представлява минималното необходимо информационно начало на пътя към цялостно и детайлно познаване на дълготрайната дървесна растителност в Столична община.

Разработеният от Софияплан процес по разпознаване на дървета от високорезолюционни ортофото изображения е преизползваем - той може да послужи и на други общини при картирането на дълготрайната растителност, или други обекти, намиращи се на териториите им.